X-射线荧光光谱法测定含铁硫酸渣中的铅锌

X-射线荧光光谱法测定含铁硫酸渣中的铅锌
马晓云;李健;宋鸿印;吴琨
【摘要】文章介绍了将含铁硫酸渣通过高温灼烧后,其高温灼烧充分混匀,利用助熔剂,在高温下熔融成玻璃圆片,消除了物理效应,并降低化学效应的影响,采用的X-射线荧光光谱法对高铁脱硫渣中的铅、锌化学成分测定.分析了熔样的条件,利用标样和控样绘制标准曲线,测定脱硫铁矿渣中的铅、锌化学成分.精密度、准确度令人满意.将方法用于测定含铁硫酸渣中含铅、锌生产样,各成分的X-荧光法测定结果与化学测定结果一致.
【期刊名称】《新疆钢铁》
【年(卷),期】2017(000)001
【总页数】3页(P58-60)
【关键词】X-射线荧光光谱法;含铁硫酸渣;玻璃熔片法;铅;锌
【作者】马晓云;李健;宋鸿印;吴琨
【作者单位】宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部;宝钢集团八钢公司制造管理部
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.3+3
X-射线荧光光谱法分析可测元素范围广，可测浓度范围宽，还具有快速、准确，操作简单、可进行无损分析的优点，已经广泛应用于地质、冶金、化工、环保等领域，国外已有部分钢铁企业将X-射线荧光应用于原辅材料的分析。

含铁脱硫渣是
化工厂脱硫后渣料，由于铁含量较高，可作为钢铁厂原料二次利用。

由于含铁脱硫渣中含铅、锌元素对高炉炉体产生损害，需要对铁矿渣中铅、锌进行检测、控制，其化学成分检验方法一般用原子吸收光谱法、电感耦合等离子发射光谱法、容量法等，这些方法分析过程相对周期长、操作繁琐、效率低，不能适应快速生产节奏需要。

由于含铁脱硫渣中含有单质的Pb、Zn，直接熔样会对铂金坩埚产生较严重腐蚀，因此检测试样预先在高温炉下灼烧将单质的Pb、Zn转化成PbO、ZnO的氧化物对铂金坩埚腐蚀大大降低，灼烧从低温缓慢升温，温度控制在（815±10℃），再将灼烧后试样与熔剂通过高温熔融，改变样品的矿物结构，形成一种均匀的非晶体共熔体，消除复杂的矿物结构效应，通过熔剂的高倍稀释降低共存元素间复杂的基体影响。

用含铅、锌铁矿石标样、含铁脱硫渣样品控样等配成不同含量梯度的系列校准样，制作工作曲线。

由此建立了含铁脱硫渣的X-荧光光谱法，该法准确度
和精密度好，操作快速简便，可以实现冶金生产中化学元素的快速测试。

1.1 主要仪器与试剂
X-荧光光谱仪MXF2400（日本岛津多道型）：端窗铑靶。

仪器工作条件参数见表1。

铂黄金坩埚（Pt95%+Au5%）:底部直径不小于20mm，厚度不小于1mm,底部
内表面平整，定期抛光。

四硼酸锂：X荧光专用粉末，在600℃灼烧4h，于干燥
器中冷却后待用。

硝酸锂：分析纯。

碘化铵溶液：分析纯，配成22%溶液贮于棕
色瓶中。

1.2 样片的制备
熔样：于铂黄金坩埚中，按表2称取样量、熔剂量、脱模剂量。

在（1100±10）℃熔融10min，摇匀10 min取出，将熔融试样快速倒在已加热的铂黄金模具中，
水平静置冷却后，将熔片倒在干净的玻璃棉上，标识后，放于干燥器中。

2.1 校准曲线绘制
选取XRF法的铁矿标准样品，各样品含量范围根据实际生产需要分别确定为Pb 0.03%～2.0%,Zn 0.02%～2.0%选取铁矿石标样（GSB03-1805-2005、
GBW010209、BY0108-1、BY0109-1、GSB-2853-2012、GSB-2854-2012、GSB-2855-2012、GSB-2856 -2012、GSB-2857-2012、GSB-2858-2012），生产样品内控样品按不同比例配成既有一定含量范围又有适当梯度的系列标样，熔制成样片。

在仪器选定的工作条件下，测定X荧光强度，绘制含量与强度曲线，进行样品的测定，仪器自动测定并显示结果。

计算各成分分析结果，以质量百分含量表示。

式中：X—各成分分析结果，%；
X1—各成分测量值，%；
K—计算拟合系数；
M—拟合常数。

2.2 标准工作曲线的校准
在仪器工作条件下测试样品，由于生产样品的变化性，需要经常对标准曲线进行校准，以适应生产需要。

校准公式：
式中：ω为目标元素校正后的含量；ω*为目标元素的测定值；dn为共存元素平均校正系数；ωn为共存元素的含量；I为共存元素化学值的强度值。

采用共存元素校正时，标准样品越多越准确。

本实验应用标准样品10个。

2.3 制样重复性试验
取一样品在相同的制样条件下制取11个玻璃样片，在X-射线荧光仪器上测定，其重复性结果令人满意。

见表3。

2.4 与化学湿法比对验证
分别选取6个不同生产样品，分别采用火焰原子吸收光谱法和X-射线荧光检测进行比对试验，结果见表4。

应用统计技术分析，认为X-射线荧光检测方法与火焰
原子吸收光谱法湿法分析无显著性差异，本方法可用于含铁脱硫渣的分析。

（1）通过对制样条件的反复试验、研究，选择合适的熔融时间和称样配比，对于提高熔融法X-射线荧光法分析结果的准确度非常重要。

（2）良好的玻璃熔片试样克服了粒度对荧光分析影响，分析精度接近于化学湿法分析水平。

本方法适用于不同含量分布含铁脱硫渣的日常分析。

（3）实践应用表明，本方法大大缩短了含铁脱硫渣的分析时间，使分析速度从原来的每个试样全元素分析需4小时缩短为仅需要1.5小时，为高炉提供了快速、准确数据。

此检测方法降低了化学废液污染，同时也节省了人力、物力，降低了生产成本。